知っておくべきことすべて: ラインパイプの API 5L 仕様

ラインパイプのAPI 5L仕様の概要

の API 5L アメリカ石油協会 (API) が発行する規格では、2 種類の鋼管の製造要件が規定されています。 シームレス そして 溶接されたは、石油・ガス産業における石油、ガス、水、その他の流体を輸送するパイプラインに主に使用されます。この規格は、 陸上 そして オフショア パイプライン アプリケーション。ライン パイプの API 5L 仕様は、厳格な品質管理とテスト標準により広く採用されており、さまざまな運用環境におけるパイプの安全性、パフォーマンス、耐久性の要件を満たすことを保証します。

ラインパイプの API 5L 仕様における製品仕様レベル (PSL)

API 5L は、製品仕様の 2 つの異なるレベルを定義します。 PSL1 1ページ そして PSL2 2010年これらのレベルは、機械的特性、テスト要件、品質管理の点で異なります。

a) PSL1: 基本要件

PSL1 はラインパイプの標準品質レベルです。化学組成、機械的特性、寸法許容差に関する基本要件が規定されています。PSL1 で指定されたパイプは、条件が極端または腐食性ではない標準的なパイプライン プロジェクトで使用されます。
化学特性と機械的性質: API 5L PSL1 では、より広範囲の化学組成と機械的特性が許容されます。引張強度と降伏強度が指定されていますが、これらは通常 PSL2 よりも低くなります。
テスト: 水圧試験などの基本的な試験は必要ですが、PSL1 パイプでは破壊靭性試験や衝撃試験などのより高度な試験は必要ありません。

b) PSL2: 強化された要件

PSL2 は、品質管理、機械的特性、および試験手順に対してより厳しい要件を課します。これは、パイプの破損が深刻な結果をもたらす可能性がある、オフショアや酸性サービス (硫化水素を含む) などのより厳しいパイプライン環境で必須です。
化学特性と機械的性質: PSL2 では化学組成に対する管理が厳しく、機械的特性の要件もより厳しくなっています。たとえば、PSL2 では耐腐食性を高めるために硫黄とリンの制限が厳しくなっています。
衝撃試験: PSL2 では、特に低温環境でパイプの靭性と脆性破壊に対する耐性を確認するために、シャルピー衝撃試験が必要です。
破壊靭性: PSL2 は、特に過酷な条件で使用されるパイプの破壊靭性試験を規定しています。
追加テスト: PSL2 パイプでは、内部欠陥がないことを確認するために、超音波検査や放射線検査などの非破壊検査 (NDT) がより一般的に行われます。

ラインパイプのAPI 5L仕様におけるパイプグレード

API 5Lは、材料の強度を表すさまざまなパイプグレードを指定します。これらのグレードには、 標準 そして 高強度 オプションにはそれぞれ異なるパフォーマンス特性があります。

a) グレードB

グレード B は、低圧パイプラインで最も一般的なグレードの 1 つです。中程度の強度があり、極端な条件が予想されないプロジェクトで使用されます。
降伏強度: 241 MPa (35 ksi)、 抗張力： 414 MPa (60 ksi)

b) 高強度グレード（Xグレード）

API 5L の「X」グレードは高強度パイプを示し、「X」の後の数字 (例: X42、X52、X60) は ksi (平方インチあたりの 1,000 ポンド) 単位の最小降伏強度に対応します。
X42: 最小降伏強度42 ksi（290 MPa）
X52: 最小降伏強度52 ksi（358 MPa）
X60: 最小降伏強度60 ksi（414 MPa）
X65、X70、X80: オフショア環境の高圧パイプラインなど、より要求の厳しいプロジェクトで使用されます。

X80 のような高級グレードは優れた強度を備えているため、より薄いパイプを使用して材料コストを削減しながら、高圧条件下での安全性と性能を維持できます。

ラインパイプのAPI 5L仕様におけるパイプ製造プロセス

API 5Lは両方をカバーします シームレス そして 溶接された パイプ製造プロセスには、用途に応じてそれぞれ特定の利点があります。

a) シームレスパイプ

シームレス パイプは、ビレットを加熱し、穴を開けて中空の管を作成するプロセスを経て製造されます。これらのパイプは、強度が均一で、溶接パイプの弱点となる継ぎ目がないため、通常は高圧用途で使用されます。
利点: 強度が高く、継ぎ目が破損するリスクがなく、酸性および高圧の環境での使用に適しています。
デメリット: 溶接パイプに比べてコストが高く、サイズと長さに制限があります。

b) 溶接パイプ

溶接パイプは、鋼を円筒状に巻き、縦方向の継ぎ目を溶接して製造されます。API 5L では、溶接パイプの 2 つの主なタイプが定義されています。 ERW（電気抵抗溶接） そして LSAW（縦方向サブマージアーク溶接）.
ERW パイプ: これらは電気抵抗を利用して継ぎ目を溶接することによって製造され、一般的に小径パイプに使用されます。
LSAW パイプ: サブマージアーク溶接を使用して継ぎ目を溶接して製造されており、大口径パイプや高強度用途に最適です。

ラインパイプのAPI 5L仕様における寸法許容差

API 5Lは、次のような要素の寸法公差を規定しています。 パイプ径, 壁の厚さ, 長さ、 そして 真直度これらの許容差により、パイプがパイプライン システムの適合性と性能に関する必要な基準を満たすことが保証されます。
パイプ径: API 5L は公称外径 (OD) を定義し、これらの寸法に対して特定の許容差を許可します。
壁の厚さ： 壁の厚さは次のように指定されます。 スケジュール番号 または 標準重量 カテゴリー。壁が厚いほど、高圧環境でも強度が増します。

長さ： パイプは、プロジェクトの要件に応じて、ランダムな長さ、固定長、または 2 倍のランダムな長さ (通常 38 ～ 42 フィート) で提供できます。

ラインパイプのAPI 5L仕様におけるテストと検査

テストおよび検査プロトコルは、API 5L パイプが品質と安全の要件を満たしていることを確認するために不可欠です。特に、故障すると壊滅的な結果につながる可能性がある PSL2 パイプの場合に重要です。

a) 水圧試験

すべての API 5L パイプは、仕様レベルに関係なく、静水圧テストに合格する必要があります。このテストにより、パイプが破損や漏れなく最大動作圧力に耐えられることが保証されます。

b) シャルピー衝撃試験（PSL2）

PSL2 パイプの場合、特に寒冷環境で稼働するパイプでは、シャルピー衝撃試験が必須です。この試験では、破断するまでに吸収するエネルギーの量を測定することで、材料の靭性を測定します。

c) 破壊靭性試験（PSL2）

破壊靭性試験は、高応力または低温環境にあるパイプが亀裂の伝播に耐えられることを確認するために不可欠です。

d) 非破壊検査（NDT）

PSL2 パイプは、次のような NDT 方法の対象となります。
超音波検査: 肉眼では見えない不純物や亀裂などの内部欠陥を検出するために使用されます。
放射線検査: パイプの内部構造の詳細な画像を提供し、潜在的な欠陥を特定します。

コーティングと腐食防止

API 5L では、特に腐食環境にさらされるパイプライン (例: オフショア パイプラインや埋設パイプライン) に対して外部保護の必要性を認識しています。一般的なコーティングと保護方法は次のとおりです。
3層ポリエチレン（3LPE）コーティング： 腐食、摩耗、機械的損傷から保護します。
フュージョンボンドエポキシ（FBE）コーティング： 特に地下パイプラインにおける耐腐食性の目的でよく使用されます。
陰極防食： 金属表面を電気化学セルの陰極にすることで、金属表面の腐食を制御するために使用される技術。

API 5Lパイプの用途

API 5L パイプは、次のようなさまざまなパイプライン アプリケーションで使用されます。
原油パイプライン: 原油を生産現場から製油所まで輸送します。
天然ガスパイプライン: 多くの場合高圧下で天然ガスを長距離輸送します。
水道管: 工業施設への水の供給。
精製された製品パイプライン: ガソリンやジェット燃料などの完成した石油製品を配送ターミナルまで輸送します。

結論

の ラインパイプのAPI 5L仕様 は、石油・ガス産業における流体の安全、効率、コスト効率の確保の基本です。API 5L は、材料組成、機械的特性、テストに関する厳格な要件を規定することで、高性能パイプラインの基盤を提供します。PSL1 と PSL2 の違い、さまざまなパイプ グレード、関連するテスト プロトコルを理解することで、エンジニアやプロジェクト マネージャーは特定のプロジェクトに適したライン パイプを選択し、厳しい運用環境における安全性と長期的な耐久性を確保できます。